องค์การอนามัยโลกรายงานว่าประชากรกว่าสามพันล้านคนทั่วโลกประสบภาวะทุพลโภชนาการในด้านจุลธาตุอาหาร ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในประเทศกําลังพัฒนาซึ่งป่วยเป็นโรคโลหิตจางอันเนื่องมาจากการขาดธาตุเหล็กในประชากรมากถึงร้อยละ 60 - 70 และปัญหาการขาดสังกะสีร้อยละ 20 ดังนั้นวัตถุประสงค์ของการศึกษาวิจัยเพื่อประเมินปริมาณเหล็กและสังกะสีในดินที่ใช้ปลูกข้าว โดยทำการสำรวจพื้นที่ปลูกข้าวซึ่งพบว่าในพื้นที่ศึกษานิยมปลูกข้าว 2 พันธุ์ คือ พันธุ์สุพรรณบุรี 1 และพันธุ์ชัยนาท 1 และเก็บตัวอย่างดิน ข้าวและเส้นผมของประชากรในอำเภอเขาย้อย  จังหวัดเพชรบุรี  จากผลการวิเคราะห์ปริมาณเหล็กและสังกะสี พบว่าปริมาณเหล็กที่สกัดได้ในดินเท่ากับ 129 – 1441 mg kg-1    ปริมาณสังกะสีที่สกัดได้เท่ากับ 0.33 - 1.70 mg kg-1 เมื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์ปริมาณเหล็กและสังกะสีที่สกัดได้ในดินพบว่าไม่มีความสัมพันธ์กับปริมาณเหล็กและสังกะสีในเมล็ดข้าวกล้อง จากการวิเคราะห์ปริมาณกรดไฟติคในข้าวกล้องทั้ง 2 พันธุ์พบว่ามีปริมาณเท่ากับ 227 และ 321 mg/100g ในข้าวพันธุ์สุพรรณบุรี1 และชัยนาท1 ตามลำดับ ในขณะเดียวกันเมื่อวิเคราะห์ปริมาณเหล็กและสังกะสีในเส้นผมของประชากร พบว่าปริมาณเหล็กในเส้นผมของประชากรอยู่ในช่วง 1.45 – 375.55 mg kg-1  สำหรับปริมาณสังกะสีในเส้นผมของประชากรอยู่ในช่วง 60.19 - 193.11 mg kg-1  ซึ่งทั้งปริมาณเหล็กและสังกะสีในเส้นผมต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐาน  อาจกล่าวได้ว่าประชากรมีภาวะเสี่ยงต่อการขาดเหล็กและสังกะสีซึ่งก่อให้เกิดปัญหาทุพลโภชนาการ  จากข้อมูลดังกล่าวแสดงถึงภาวะโภชนาการของประชากรในพื้นที่โดยศึกษาความสัมพันธ์ระหว่าง ดิน-พืช-มนุษย์ อันเป็นข้อมูลพื้นฐานในการคัดเลือกพันธุ์ข้าวที่มีประสิทธิภาพในการดูดใช้เหล็กและสังกะสีเพื่อส่งเสริมให้เกษตรกรเลือกปลูกและบริโภคข้าวที่ผลิตได้ในพื้นที่ ซึ่งเป็นแนวทางหนึ่งในการแก้ไขปัญหาด้านภาวะทุพลโภชนาการของประชากรอำเภอเขาย้อย จังหวัดเพชรบุรี

           สังกะสีและเหล็กเป็นธาตุอาหารที่มีความจำเป็นต่อกระบวนการเมตาบอลิซึมของมนุษย์(Lursinsap, 2002)  เป็นที่ทราบกันดีว่าข้าวเป็นธัญพืชที่มีความสำคัญ (Timsina and Connor, 2001; Zhang et al., 1997) โดยเฉพาะอย่างยิ่งประเทศแถบภูมิภาคเอเชีย  เนื่องจากประชากรโดยส่วนใหญ่บริโภคข้าวเป็นอาหารหลัก  จากการสำรวจปริมาณข้าวที่คนไทย คนอินโดนีเซีย คนเวียดนาม และคนญี่ปุ่น  บริโภคโดยเฉลี่ยต่อวันคือ 300, 400, 300 และ 100 g day-1 ตามลำดับ (Asian Productivity Organization, 2000) ดังนั้นการบริโภคข้าวในแต่ละวัน  จะช่วยให้ผู้บริโภคได้รับสังกะสีและเหล็กด้วย โดยข้าวกล้องจะมีปริมาณสังกะสีและเหล็กสูงกว่าข้าวขาว (อรอนงค์, 2550) ในขณะเดียวกันพบว่ากรดไฟติค (phytic acid) เปนสารที่มีคุณสมบัติในการขัดขวางการดูดซึมของเกลือแรบางชนิดโดยเกาะติดกับเกลือแร เชน แคลเซียม เหล็ก แมกนีเซียมในลำไสของสัตว์กระเพาะเดียว เช่น ไก่และสุกร รวมทั้งมนุษย์ซึ่งบริโภคธัญพืชที่มีปริมาณกรดไฟติคมากเกินไป ร่างกายจะไม่สามารถย่อยกรดไฟติคได้และไม่สามารถนำกรดไฟติคกลับมาใช้ได้อีก
ในการประเมินภาวะโภชนาการของผู้บริโภคเพื่อแสดงความสัมพันธ์ระหว่างดิน - พืช - มนุษย์ นั้น  ในมนุษย์สามารถศึกษาได้โดยการวิเคราะห์ตัวอย่างเส้นผม (Rodrigues et al., 2008) เพื่อใช้เป็น biomarker ในการบ่งชี้ถึงการได้รับธาตุอาหารต่างๆ  และจากงานวิจัยของ Senofonte et al. (2000) ชี้ให้เห็นว่าการวิเคราะห์ธาตุซึ่งมีองค์ประกอบในเส้นผมสามารถใช้เป็นเครื่องมือบ่งชี้ถึงภาวะโภชนาการของประชากรจากพฤติกรรมการบริโภคและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมในการดำรงชีวิต
ดังนั้นการศึกษาวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินปริมาณสังกะสี และเหล็กในดินที่ใช้ปลูกข้าว ตอซัง และเมล็ดข้าวและกรดไฟติดในเมล็ดข้าว และเส้นผมของประชากรในพื้นที่เพื่อแสดงถึงความสัมพันธ์ระหว่าง ดิน-พืช-มนุษย์  ซึ่งสามารถใช้เป็นตัวบ่งชี้ภาวะโภชนาการของประชากรอำเภอเขาย้อย จังหวัดเพชรบุรี

อุปกรณ์และวิธีการ

           ทำการเก็บตัวอย่างดิน ตอซังข้าว และเมล็ดข้าว จำนวน 60 แปลง และเส้นผมของประชากร จำนวน 60 คน ตามลำดับ วิเคราะห์ pH, Ec (ทัศนีย์ และจงรักษ์, 2542)  OM. (Walkley and Black, 1934) Textureโดยวิธี Hydrometer (Benton, 2001) ปริมาณฟอสฟอรัสที่เป็นประโยชน์สกัดโดยวิธี Bray II และวิเคราะห์ปริมาณโดยวิธี Colorimetric (Bray and Kurt, 1945) ปริมาณสังกะสีและเหล็กที่สกัดได้ในดิน โดยการสกัดตัวอย่างดินด้วย DTPA (pH 7.3) นำมาวิเคราะห์หาปริมาณสังกะสีและเหล็กด้วยเครื่อง Atomic Absorption Spectrophotometer (Lindsay and Norvell, 1978) ตัวอย่างของตอซังข้าวแยกส่วนออกเป็นตอซัง ใบ และเมล็ด ย่อยตัวอย่างพืชด้วยกรด HNO3: HClO4  อัตราส่วน 5:2 เพื่อวิเคราะห์หาปริมาณสังกะสี และเหล็กด้วยเครื่อง Atomic Absorption Spectrophotometer (ทัศนีย์ และ จงรักษ์, 2542) และวิเคราะห์ปริมาณกรดไฟติคด้วยการกรองผ่าน resin (Gargari et al., 2007) ตัวอย่างเส้นผม วิเคราะห์ปริมาณสังกะสี และปริมาณเหล็กในเส้นผม ด้วยการย่อยในกรดผสมระหว่าง HNO3 : H2O2  แล้วนำมาวิเคราะห์หาปริมาณสังกะสีและเหล็กด้วยเครื่อง Atomic Absorption Spectrophotometer (Harrison et al., 1969)

ผลการทดลองและวิจารณ์

1. ปริมาณสังกะสีและเหล็กในเส้นผม
         จากการวิเคราะห์ปริมาณสังกะสีและเหล็กในเส้นผมของตัวอย่างประชากรจำนวน 60 ตัวอย่างจากอำเภอเขาย้อย  จังหวัดเพชรบุรี พบว่าสามารถแบ่งปริมาณเหล็กในเส้นผมประชากรออกเป็น 3 กลุ่ม ตามรายงานของ Spector (1956) และ National Institute for Environmental Studies (1996) คือช่วง 0-140, 141-280 และ 281- 420 mg kg-1ตามลำดับ โดยในกลุ่มแรกพบประชากรเพศชาย และเพศหญิง 35 และ 36.7 % ในกลุ่มที่ 2 และ 3 พบ ประชากรเพศชาย 18.3% และ 10% ตามลำดับโดยไม่พบประชากรเพศหญิงในทั้ง 2 กลุ่ม อาจกล่าวได้ว่าเพศหญิงมีภาวะเสี่ยงต่อการขาดเหล็กมากกว่าเพศชายดังแสดงในภาพที่ 1ก สำหรับปริมาณสังกะสีในเส้นผมสามารถแบ่งประชากรออกเป็น 2 กลุ่มตามเกณฑ์มาตรฐานของ IZiNCG (2004) คือช่วง 0-150 และ151-200 mg kg-1 ตามลำดับ โดยกลุ่มแรกพบประชากรเพศชายและเพศหญิง 58.33 และ 33.33 % ในกลุ่มที่ 2 พบประชากรเพศชายและเพศหญิง 5 และ 3.33% ตามลำดับ จากข้อมูลดังกล่าวบ่งชี้ว่าเพศชายมีภาวะเสี่ยงต่อการขาดสังกะสีมากกว่าเพศหญิงซึ่งความต้องการสังกะสีของร่างกายมนุษย์ขึ้นอยู่กับ อายุ และเพศ พบว่าเพศชายมีความต้องการสังกะสีมากกว่าเพศหญิง เนื่องจากเพศชายมีกระบวนการเมตาบอลิซึมสูงกว่าเพศหญิง (World Health Organization, 1996) ดังแสดงในภาพที่ 1ข 
2. ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณสังกะสีและเหล็กเมล็ดข้าวและปริมาณสังกะสีและเหล็กในดินที่ใช้ปลูกข้าว
จากการวิเคราะห์ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณของเหล็กและสังกะสีที่สกัดได้ในดินกับ

ภาพที่1 ปริมาณเหล็กและสังกะสีในเส้นผมประชากร อ.เขาย้อย จ.เพชรบุรี

            ปริมาณของเหล็กและสังกะสีในเมล็ดข้าวกล้องของข้าวพันธุ์ชัยนาท 1 และสุพรรณบุรี 1 พบว่าทั้งปริมาณเหล็กและสังกะสีในเมล็ดข้าวกล้องไม่มีความสัมพันธ์กับปริมาณเหล็กและสังกะสีที่สกัดได้ในดิน ดังแสดงในภาพที่ 2ก และ 2ข พบว่าฟอสฟอรัส  แมงกานีสและสังกะสีในดินยับยั้งการเคลื่อนย้ายเหล็กจากดินสู่เมล็ดข้าว  และพบว่าเหล็ก  แคลเซียม และแคดเมียมในดินยับยั้งการเคลื่อนย้ายสังกะสีจากดินสู่เมล็ดข้าว 

3. ปริมาณเหล็กและสังกะสี ในข้าว

ภาพที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณเหล็กและสังกะสีที่สกัดได้ในดินกับปริมาณเหล็กและสังกะสีในเมล็ดข้าวกล้องพันธุ์สุพรรณบุรี 1 และพันธุ์ชัยนาท 1

          จึงคำนวณปริมาณเหล็กและสังกะสีที่ประชากรจะได้รับจากการบริโภคข้าวกล้อง 200 g day-1ดังนั้นเมื่อผู้บริโภครับประทานข้าวพันธุ์สุพรรณบุรี 1 และพันธุ์ชัยนาท 1 ที่ปลูกในพื้นที่อำเภอเขาย้อย และเมื่อผู้บริโภคมีการบริโภคอาหารไม่ถูกต้องตามหลักโภชนาการส่งผลให้ผู้บริโภคได้รับเหล็กจากการบริโภคข้าวเพียง 1.38 – 7.98 และ 0.96 - 11.54 mg day-1 ซึ่งมีค่าต่ำกว่าเกณฑ์ที่เพศชายและหญิงควรได้รับในแต่ละวันคือ 11 และ 16 mg day-1 ตามลำดับ (กระทรวงสาธารณสุข, 2546) ในขณะที่ได้รับสังกะสีประมาณ 2.14 - 5.20 และ 2.42- 6.28 mg day-1 ตามลำดับ  จะส่งผลให้ปริมาณสังกะสีที่ร่างกายได้รับต่ำกว่าเกณฑ์ที่เอมอรและรัชนี (2546) รายงานว่าคนไทยเพศชายและเพศหญิงต้องการสังกะสีต่อวัน คือ 13 และ 7 mg day-1 ตามลำดับ  จึงควรแนะนำให้ผู้บริโภครับประทานอาหารให้ถูกต้องตามหลักโภชนาการและเลือกบริโภคอาหารที่มีธาตุเหล็กและสังกะสีสูง

4. ปริมาณกรดไฟติคในเมล็ดข้าวและอัตราส่วนเหล็กต่อกรดไฟติคในเมล็ดข้าว
          จากการวิเคราะห์ปริมาณกรดไฟติคพบว่าเมล็ดข้าวกล้องพันธุ์สุพรรณบุรี 1 และชัยนาท 1 มีปริมาณกรดไฟติคอยู่ในช่วง 359.60 ± 43.42 และ 379.63 ± 57.17 mg 100g-1 ตามลำดับ  และปริมาณเหล็กในเมล็ดข้าวกล้องพันธุ์สุพรรณบุรี 1 และชัยนาท 1 อยู่ในช่วง 2.37 ± 0.85 mg 100g-1 และ 2.63 ± 1.31 mg 100g-1 ตามลำดับ ซึ่งทำให้มีอัตราส่วนเหล็กต่อกรดไฟติค เท่ากับ 1:15.2 และ 1:15.6 ในข้าวกล้องพันธุ์สุพรรณบุรี 1 และชัยนาท 1 ตามลำดับ แสดงให้เห็นว่าพันธุ์ชัยนาท 1 มีปริมาณกรดไฟติคสะสมที่เยื่อหุ้มเมล็ดมากกว่าพันธุ์สุพรรณบุรี 1 แต่เมื่อเมล็ดข้าวผ่านการขัดสีเป็นข้าวสารจะมีอัตราส่วนเหล็กต่อกรดไฟติค เท่ากับ 1:1.24 และ 1:1.18 ในข้าวสารพันธุ์สุพรรณบุรี 1 และพันธุ์ชัยนาท 1 ตามลำดับ โดยพันธุ์ชัยนาท 1 มีอัตราส่วนน้อยกว่าพันธุ์สุพรรณบุรี 1 ทั้งนี้พบว่าการขัดสีข้าวสามารถลดปริมาณกรดไฟติคได้  และเมื่อพิจารณาจากค่าเฉลี่ยของอัตราส่วนเหล็กต่อกรดไฟติค คือ 1:3 ดังนั้นกรดไฟติคในข้าวทั้ง 2 พันธุ์ไม่มีผลในการยับยั้งความเป็นประโยชน์ของเหล็กในข้าว  สำหรับความเป็นประโยชน์ของเหล็กในข้าวทั้ง 2 พันธุ์ พบว่า ข้าวพันธุ์ชัยนาท 1 มีปริมาณเหล็กที่เป็นประโยชน์มากกว่าข้าวพันธุ์สุพรรณบุรี 1

สรุปผลการทดลอง
           ผลจากการวิเคราะห์ปริมาณเหล็กสังกะสีในเส้นผมของประชากร บ่งชี้ว่าปริมาณเหล็กและสังกะสีในเส้นผมประชากรต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐานและจากการสำรวจพื้นที่ผลิตข้าวอำเภอเขาย้อย จังหวัดเพชรบุรี เกษตรกรนิยมปลูกข้าวพันธุ์สุพรรณบุรี 1และพันธุ์ชัยนาท 1 ซึ่งดินที่ใช้ปลูกข้าวทั้ง 2 พันธุ์  ไม่พบความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณเหล็กและสังกะสีในเมล็ดข้าวกล้องกับปริมาณเหล็กและสังกะสีที่สกัดได้ในดิน ส่งผลให้สังกะสีและเหล็กที่ประชากรได้รับจากการบริโภคข้าวทั้ง 2 พันธุ์  เป็นผลให้มีภาวะโภชนาการที่ไม่สมดุล ส่งผลให้ธาตุทั้ง 2 ไม่เพียงพอต่อความต้องการของร่างกายของคนไทยทั้งเพศชายและเพศหญิง  ดังแสดงให้เห็นว่าปริมาณเหล็กและสังกะสีในเส้นผมอยู่ในเกณฑ์ต่ำกว่ามาตรฐาน  ทั้งนี้จากการวิเคราะห์ปริมาณกรดไฟติกในเมล็ดข้าวกล้องพบว่ากรดไฟติคเป็นสารต้านโภชนาการที่มีผลในการยับยั้งความเป็นประโยชน์ของเหล็ก  พบว่าพันธุ์ข้าวมีผลต่อสัดส่วนเหล็กต่อกรดไฟติคซึ่งเกี่ยวข้องกับความเป็นประโยชน์ของธาตุอาหาร  ดังนั้นจึงควรบริโภคอาหารให้ครบทั้ง 5 หมู่ตามหลักโภชนาการเพื่อป้องกันการเกิดภาวะทุพลโภชนาการและภาวะโภชนาการเกิน เนื่องจากข้าวเป็นอาหารหลักของคนในพื้นที่ การบริโภคข้าวที่มีคุณค่าทางโภชนาการสูง  เป็นอีกทางเลือกหนึ่งในการแก้ไขปัญหาทางด้านภาวะโภชนาการของประชากรในอำเภอเขาย้อย จังหวัดเพชรบุรี ดังนั้นการคัดเลือกพันธุ์ข้าวที่มีความสามารถในการดูดใช้และสะสมเหล็กและสังกะสีในเมล็ดข้าวได้สูง  น่าจะเป็นแนวทางหนึ่งในการลดภาวะเสี่ยงต่อการขาดธาตุเหล็กและสังกะสีของประชากรในพื้นที่ได้